En este artículo vamos a contar cómo se realizado el diseño energético de LILU’s HOUSE, vivienda, oficina de House Habitat, y unidad de investigación para empresas y Universidades sobre construcción biopasiva con madera y Passivhaus. LILU’s HOUSE ya ha cumplido con todos los requisitos que exige la certificación Passivhaus, la más exigente del mundo en eficiencia energética, en su categoría Plus. Este es el resultado de una adecuada planificación de la demanda de energía así como de la generación de energía renovable para abastecerla.
Praxis Resilient Buildings ha sido la consultora encargada de asesorar y acompañar a House Habitat en todo este proceso. Para ello al inicio del proyecto se realizó una simulación de las necesidades energéticas con la herramienta de software PHPP (Passive House Planning Package) para optimizar y dimensionar la envolvente térmica.
La envolvente térmica es el conjunto de cerramientos (solera, paredes, cubierta, ventanas…) que separan los espacios habitables del exterior, y las particiones interiores que separan las zonas habitables de las no habitables. Para reducir las pérdidas de energía, maximizar el confort térmico y evitar patologías (como condensaciones o moho) la envolvente térmica ha de tener un recorrido sin interrupciones.
Este estudio pormenorizado relaciona variables como la altitud, la climatología de la zona, las sombras o la radiación solar, con las técnicas constructivas utilizadas e incluso las prestaciones de los materiales e instalaciones utilizados para calcular con exactitud las posteriores necesidades de energía para calefacción o refrigeración del edificio.
LILU’s HOUSE, con una superficie de referencia energética de 142 m2 en dos plantas, tiene un consumo de energía primaria renovable 53 kWh/m2 año y genera 8.436 Kwh/m2 año de energía renovable, valores que la sitúan dentro de la certificación Passivhaus Plus.
Este bajo consumo se logra ejecutando la planificación energética, que prevé la utilización de técnicas propias de la construcción pasiva, como son el diseño bioclimático, el empleo grandes niveles de aislamiento, la hermeticidad de la envolvente, la eliminación de puentes térmicos o la instalación de carpinterías de altas prestaciones.
Entre las actuaciones realizadas destacan:
Estudio de sombras
Una de las primeras actuaciones fue un estudio de sombras, mediante el modelado 3D con la herramienta DesignPH. Los resultados arrojaron los factores de reducción de sombra por cada ventana, para tener un cálculo preciso de la radiación solar sobre los huecos, siendo un aspecto fundamental en el balance energético de una vivienda Passivhaus.
Estrategias para evitar el sobrecalentamiento
Ventana de techo Fakro FTT U8
Entre ellas la ventilación natural nocturna, para lo que se recomendó la utilización de ventanas oscilobatientes que permitieran una apertura oscilada durante la noche y permitiera una ventilación natural nocturna cuando las temperaturas exteriores fueran adecuadas. Por su parte el lucernario pivotante en la planta primera provoca un efecto chimenea entre las dos plantas y potencia enormemente el caudal de ventilación natural.
Otra es la protección solar. Las ganancias solares aportan el 47% de las necesidades de calefacción de LILU’s HOUSE. Al estar un clima cálido, es necesario proteger el edificio en los días calurosos del verano. Para ello se ha dotado a todas las ventanas de persianas de lamas orientables, en todas las fachadas.
En cuanto a la inercia térmica (la capacidad de un material de almacenar la energía térmica recibida mediante el sol y sistemas de energía instalados en el interior), LILU’s HOUSE se ha construido con madera, un material de baja inercia térmica. Aunque considerando la solera de la planta baja se ha calculado una capacidad especifica de 84 Wh/K·m2.
Aislamiento térmico
El aislamiento térmico reduce las ganancias por transmisión en verano, especialmente por la cubierta. Es importante encontrar el equilibrio entre los grosores de aislamiento necesarios para el invierno y el verano, ya que de ser excesivo puede impedir la disipación de calor por la envolvente en verano. En este caso, en la solera, se han instalado 12 cm de aislamiento XPS, para un valor total U de transmitancia de 0,252 W/m2·K.
En los muros de fachada se ha colocado aislamiento, de la firma Knauf Insulation, con grosores de entre 10 y 20 cm, dependiendo de la orientación, más 6 cm de SATE en parte de la fachada exterior. La cubierta cuenta con 20 cm de aislamiento ultra acústico entre la estructura de madera.
Hermeticidad
Sistema de ventilación DF Siber
Para cumplir con los requisitos Passivhaus Plus es necesario obtener un alto nivel de hermeticidad, es decir, infiltraciones de aire exterior muy bajas, de 0,60 ren/h a 50 Pa. Para ello se ha diseñado una capa hermética al aire. Así, la solera es de hormigón armado con más de 20 centímetros de grosor. En los muros de fachada y cubierta se ha utilizado lámina con control de vapor de difusión variable. En el forjado exterior entreplantas Panel CLT de 12 cm. Se han utilizado cintas de estanqueidad de diversos tipos para la unión de ventanas y de los diversos elementos. También se han cerrado los pasos de las instalaciones con elementos como collarines, cintas, pintura o tapas.
Ventilación Mecánica Controlada
Destacar asimismo la instalación de un sistema de ventilación mecánica controlada de doble flujo, como exige la certificación Passivhaus. Un sistema, del fabricante SIBER, que expulsa el aire viciado del interior a la vez que introduce aire limpio filtrado desde el exterior, asegurando una óptima calidad del aire para la salud en todo momento. Además, aprovecha la energía del aire expulsado para pre-calentar o refrescar el aire de impulsión.
Ventanas
Otro aspecto clave para la reducida demanda energética de LILU’s HOUSE son las ventanas, que normalmente son el elemento más débil de la envolvente del edificio, por donde suelen producirse las mayores pérdidas energéticas en invierno o ganancias en verano. Por ello, el certificado Passivhaus exige la instalación de carpinterías y vidrios de altas prestaciones, que garanticen la hermeticidad del aire
Ventanas de madera V92 triple vidrio de Carinbisa
LILU’s HOUSE cuenta con ventanas de diferentes fabricantes, tamaños y materiales, todas ellas de alta eficiencia energética, idóneas para la construcción Passivhaus. De triple vidrio en planta primera y doble en la baja, disponen de protección solar por el exterior.
El balance energético de las ventanas en invierno es positivo, es decir, que hay más ganancias solares (calefacción gratuita del sol) que pérdidas por transmisión; mientras que en verano es negativo, es decir, que es mayor el refrescamiento por la transmisión de calor hacia el exterior que la entrada de calor.
Generación de energía solar
En cuanto a generación de energía para abastecerse LILUs HOUSE dispone de una instalación de teja solar que aporta 8.436 Kwh/m2 año. un 40% más de lo que necesita el edificio, volcando el excedente a la red general. Así pues, se trata de un edificio positivo, es decir, genera más energía que la que necesita.
Instalación solar fotovoltaica sobre cubierta con teja solar de cerámica La Escandella.
De cara a constatar que la construcción ha cumplido las previsiones del estudio energético, se realiza El ensayo Blower Door que mide la hermeticidad de la envolvente del edificio al paso del aire y es obligatorio para obtener la certificación Passivhaus.
Blower Door Test
La prueba consiste en crear una diferencia de presión entre interior y exterior a través de un ventilador colocado en la puerta principal. Para cumplir el estándar, el resultado debe ser inferior a 0.6 renovaciones de aire por hora en un diferencial de presión de 50 Pa.
El conjunto de actuaciones llevado a cabo en LILU’s HOUSE condujo a un resultado de 0,50 renovaciones aire/hora.
Esta ha sido la última prueba de LILU’s HOUSE que ya se encuentra en la recta final para recibir la certificación Passivhaus Plus del Passivhaus Institut de Alemania.
